Помидоры, генетически отредактированные для производства витамина D, солнечного витамина, могут стать простым и устойчивым нововведением для решения глобальной проблемы со здоровьем.

Исследователи использовали редактирование генов, чтобы отключить определенную молекулу в геноме растения, которая повышала уровень провитамина D3 как в плодах , так и в листьях томатов. Затем он был преобразован в витамин D3 под воздействием УФ-излучения.

Витамин D вырабатывается в нашем организме после воздействия на кожу УФ-излучения, но основным его источником является пища. Эта новая биообогащенная культура может помочь миллионам людей с дефицитом витамина D, растущей проблемой, связанной с повышенным риском развития рака, деменции и многих основных причин смертности. Исследования также показали, что недостаточность витамина D связана с усилением тяжести инфекции COVID-19.

Помидоры, естественно, содержат один из строительных блоков витамина D3, называемый провитамином D3 или 7-дегидрохолестеролом (7-DHC), в своих листьях на очень низком уровне. Провитамин D3 обычно не накапливается в спелых плодах томатов.

Исследователи из группы профессора Кэти Мартин в Центре Джона Иннеса использовали редактирование гена CRISPR-Cas9, чтобы внести изменения в генетический код растений томатов, чтобы провитамин D3 накапливался в плодах томата. Листья обработанных растений содержали до 600 мкг провитамина D3 на грамм сухой массы. Рекомендуемая суточная доза витамина D для взрослых составляет 10 мкг.

При выращивании томатов листья обычно являются отходами, но листья отредактированных растений можно использовать для производства веганских добавок с витамином D3 или для обогащения пищевых продуктов.

«Мы показали, что вы можете биообогащать помидоры провитамином D3 с помощью редактирования генов, что означает, что помидоры могут быть разработаны как устойчивый источник витамина D3 на растительной основе», — сказала профессор Кэти Мартин, соавтор исследования.

«Сорок процентов европейцев страдают от недостатка витамина D, как и один миллиард человек во всем мире. Мы не только решаем огромную проблему со здоровьем, но и помогаем производителям, потому что томатные листья, которые в настоящее время выбрасываются, могут быть использованы для изготовления добавок из линии с отредактированными генами».

Предыдущее исследование изучало биохимический путь того, как 7-DHC используется во фруктах для создания молекул, и обнаружило, что конкретный фермент Sl7-DR2 отвечает за преобразование его в другие молекулы.

Чтобы воспользоваться этим преимуществом, исследователи использовали CRISPR-Cas 9, чтобы отключить этот фермент Sl7-DR2 в томате, чтобы 7DHC накапливался в плодах томата.

Они измерили, сколько 7-DHC было в листьях и плодах этих отредактированных растений томатов, и обнаружили значительное увеличение уровней 7-DHC как в листьях, так и в плодах отредактированных растений.

7-DHC накапливается как в мякоти, так и в кожуре помидоров.

Затем исследователи проверили, может ли 7-DHC в отредактированных растениях превратиться в витамин D3, облучая листья и нарезанные фрукты УФ-светом в течение 1 часа. Они обнаружили, что это было очень эффективно.

После обработки ультрафиолетовым излучением, чтобы превратить 7-DHC в витамин D3, один помидор содержал столько же витамина D, сколько два яйца среднего размера или 28 г тунца, которые являются рекомендуемыми диетическими источниками витамина D.

В исследовании говорится, что содержание витамина D в спелых фруктах может быть увеличено за счет длительного воздействия УФ-В лучей, например, во время сушки на солнце.

Блокирование фермента в томате не влияло на рост, развитие или урожай растений томата. Другие близкородственные растения, такие как баклажаны, картофель и перец, имеют тот же биохимический путь, поэтому этот метод можно применять к этим овощным культурам.

Ранее в этом месяце правительство Великобритании объявило об официальном пересмотре вопроса о том, следует ли обогащать продукты питания и напитки витамином D для устранения неравенства в отношении здоровья.

Большинство пищевых продуктов содержат мало витамина D, а растения, как правило, являются очень бедными источниками. Витамин D3 является наиболее биодоступной формой витамина D и вырабатывается в организме, когда кожа подвергается воздействию солнечного света. Зимой и в более высоких широтах люди должны получать витамин D из своего рациона или пищевых добавок, потому что солнце недостаточно сильное для того, чтобы организм вырабатывал его естественным путем.

Первый автор исследования, доктор Цзе Ли, сказал, что «пандемия COVID-19 помогла привлечь внимание к проблеме недостаточности витамина D и ее влиянию на нашу иммунную функцию и общее состояние здоровья. Томаты, обогащенные провитамином D, которые мы производим, предлагают много- необходим растительный источник солнечного витамина. Это отличная новость для людей, придерживающихся растительной, вегетарианской или веганской диеты , а также для растущего числа людей во всем мире, страдающих от проблемы недостаточности витамина D».